[PENDING] Ηλεκτρολογική εγκατάσταση και φωτομετρική μελέτη κατοικίας και γραφεία

ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΟ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΟ ΙΔΡΥΜΑ Τ. Ε. Ι. ΠΕΙΡΑΙΑ

ΣΧΟΛΗ: ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΩΝ ΕΦΑΡΜΟΓΩΝ ΤΜΗΜΑ: ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΙΑΣ

Επιβλέπων: ΠΕΤΡΟΣ Γ. ΒΕΡΝΑΔΟΣ, Ομότιμος Καθηγητής Συνεπιβλέπουσα: ΕΡΙΕΤΤΑ Ι. ΖΟΥΝΤΟΥΡΙΔΟΥ, Παν. Υπότροφος

ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΙΚΗ ΕΓΚΑΤΑΣΤΑΣΗ ΚΑΙ ΦΩΤΟΜΕΤΡΙΚΗ ΜΕΛΕΤΗ ΚΑΤΟΙΚΙΑΣ ΚΑΙ ΓΡΑΦΕΙΟΥ

STUDY OF ELECTRICAL INSTALATION AND LIGHT LUMINANCE OF A RESIDENCE AND OFFICE

Πτυχιακήεργασία: Βασιλείου Βούλγαρη

Α.Μ 37453

ΑΙΓΑΛΕΩ ΦΕΒΡΟΥΑΡΙΟΣ 2014

ΠΕΡΙΛΗΨΗ

H πτυχιακή αυτή διαπραγματεύεται την ηλεκτρολογική εγκατάσταση και τη φωτομετρική μελέτη ενός ισόγειου γραφείου και ενός οροφοδιαμερίσματος πάνω από το γραφείο.

Για το μέρος των ηλεκτρολογικών εγκαταστάσεων χρησιμοποίησα το πρόγραμμα AUTOCAD και για τη φωτομετρική μελέτη το πρόγραμμα DIALUX.

AKNOWLEDGEMENTS/ΕΥΧΑΡΙΣΤΙΕΣ

Η ολοκλήρωση αυτής της πτυχιακής υλοποιήθηκε με την υποστήριξη ενός αριθμού ανθρώπων στους οποίους θα ήθελα να εκφράσω τις θερμότερες ευχαριστίες μου. Πρώτον από όλους θα ήθελα να ευχαριστήσω τον Καθηγητή Π. Βερνάρδο που με βοήθησε με τις γνώσεις και την εμπειρία του να επιλέξω το κατάλληλο θέμα πτυχιακής και που με ενθάρρυνε καθ’ όλη την διάρκεια της συγγραφής της.

Επίσης θα ήθελα να ευχαριστήσω την Εργαστηριακή Συνεργάτιδα Ε.Ζουντουρίδου που με καθοδήγησε στο πως θα γράψω αυτήν την πτυχιακή εργασία. Τέλος τον Καθηγητής Γ.Ιωαννίδη που αφιέρωσε μέρος του πολύτιμου χρόνου του για να μου λύσει απορίες πάνω στο φωτοτεχνικό μέρος

The completion of this dissertetion was made with the support of a few people which I would like to thank.First of all ,Prof P.Vernardos who helped me with his knowlegde and his experience to choose the right subject and encouraged me during the creation of it.

Also I would like to thank Dr E.Zoudouridou who guided me how to write this dissertation.Finally I would like to thank Proff G.Ioannidis who spent a lot of time to answer my questions and helped me with the dialux programm

1. ΕΙΣΑΓΩΓΗ

1.1. ΟΡΙΣΜΟΣ ΕΗΕ

1.2. ΚΑΤΑΤΑΞΗ ΕΗΕ

1.3. ΤΡΟΦΟΔΟΤΗΣΗ ΕΗΕ

1.4. ΒΑΣΙΚΑ ΜΕΡΗ ΜΙΑΣ ΕΗΕ

1.5. ΠΡΟΥΠΟΘΕΣΕΙΣ ΓΙΑ ΤΗΝ ΚΑΤΑΣΚΕΥΗ ΜΙΑΣ ΣΩΣΤΗΣ ΕΗΕ

1.6. ΚΑΝΟΝΙΣΜΟΣ ΕΗΕ

2. ΑΓΩΓΟΙ ΚΑΙ ΚΑΛΩΔΙΑ

2.1. ΒΑΣΙΚΑ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ ΑΓΩΓΩΝ ΚΑΙ ΚΑΛΩΔΙΩΝ

2.2. ΔΙΑΤΟΜΗ ΑΓΩΓΟΥ

2.3. ΑΝΤΙΣΤΑΣΗ ΑΓΩΓΟΥ Ή ΚΑΛΩΔΙΟΥ

2.4. ΜΟΝΩΣΗ ΑΓΩΓΟΥ Ή ΚΑΛΩΔΙΟΥ

2.5. ΧΡΩΜΑΤΙΣΜΟΙ ΜΟΝΩΜΕΝΩΝ ΑΓΩΓΩΝ

2.6. ΣΥΜΒΟΛΙΣΜΟΣ ΚΑΛΩΔΙΩΝ

3. ΣΩΛΗΝΕΣ ΚΑΙ ΔΙΑΚΟΠΤΕΣ

3.1. ΣΩΛΗΝΕΣ ΕΗΕ

3.2. ΚΟΥΤΙΑ ΔΙΑΚΛΑΔΩΣΗΣ ΣΩΛΗΝΩΝ ΚΑΙ ΚΑΛΩΔΙΩΝ

3.3. ΡΕΥΜΑΤΟΔΟΤΕΣ

3.4. ΛΥΧΝΙΟΛΑΒΕΣ

3.5. ΔΙΑΚΟΠΤΕΣ

3.6. ΣΥΝΔΕΣΜΟΛΟΓΙΕΣ ΦΩΤΙΣΜΟΥ

4. ΜΕΓΙΣΤΗ ΕΠΙΤΡΕΠΟΜΕΝΗ ΣΥΝΕΧΗΣ ΦΟΡΤΙΣΗ ΑΓΩΓΟΥ (ΜΕΣΦ)

4.1. ΘΕΡΜΑΝΣΗ ΑΓΩΓΩΝ

4.2. ΜΕΓΙΣΤΗ ΕΠΙΤΡΕΠΟΜΕΝΗ ΣΥΝΕΧΗΣ ΦΟΡΤΙΣΗ ΚΣΛΩΔΙΟΥ

4.3. ΠΑΡΑΓΟΝΤΕΣ ΠΟΥ ΕΠΗΡΕΑΖΟΥΝ ΤΗΝ ΑΠΑΓΩΓΗ

ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ

4.4. ΠΩΣ ΥΠΟΛΟΓΙΖΕΤΑΙ Η ΜΕΣΦ ΑΝ ΓΝΩΡΙΣΖ ΤΗ ΔΙΑΤΟΜΗ ΤΟΥ

ΑΓΩΓΟΥ

4.5. ΠΩΣ ΥΠΟΛΟΓΙΖΕΤΑΙ Η ΔΙΑΤΟΜΗ ΑΝ ΓΝΩΡΙΖΩ ΤΗΝ ΜΕΣΦ

5. ΟΡΓΑΝΑ ΠΡΟΣΤΑΣΙΑΣ

5.1. ΠΡΟΣΤΑΣΙΑ ΑΠΟ ΥΠΕΡΕΝΤΑΣΕΙΣ

5.2. ΑΣΦΑΛΕΙΕΣ

5.2.1. ΑΡΧΗ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑΣ ΑΣΦΑΛΕΙΑΣ

5.2.2. ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΕΣ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑΣ ΑΣΦΑΛΕΙΩΝ 5.2.3. ΣΥΝΔΕΣΜΟΛΟΓΙΑ ΑΣΦΑΛΕΙΩΝ

5.3. ΜΙΚΡΟΑΥΤΟΜΑΤΟΙ (ΑΥΤΟΜΑΤΕΣ ΑΣΦΑΛΕΙΕΣ)

5.3.1. ΑΡΧΗ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑΣ ΜΙΚΡΟΑΥΤΟΜΑΤΟΥ 5.3.2. ΕΙΔΗ ΜΙΚΡΟΑΥΤΟΜΑΥΩΝ

5.4. ΤΑΣΗ ΕΠΑΦΗΣ

5.5. ΜΕΤΡΑ ΠΡΟΣΤΑΣΙΑΣ ΑΠΟ ΑΜΕΣΗ ΚΑΙ ΕΜΜΕΣΗ ΕΠΑΦΗ (ΔΔΕ )

6. ΦΩΤΟΤΕΧΝΙΑ

6.1. ΦΥΣΗ ΦΩΤΟΣ-ΠΑΡΑΓΩΓΗ ΦΩΤΟΣ

6.2. ΠΗΓΕΣ ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑΣ

6.3. ΦΩΤΟΜΕΤΡΙΚΑ ΜΕΓΕΘΗ 6.3.1. ΦΩΤΕΙΝΗ ΡΟΗ

6.3.2. ΕΝΤΑΣΗ ΦΩΤΕΙΝΗΣ ΠΗΓΗΣ 6.3.3. ΦΩΤΙΣΜΟΣ ΕΠΙΦΑΝΕΙΑΣ 6.3.4. ΛΑΜΠΡΟΤΗΤΑ

6.4. ΦΩΤΙΣΤΙΚΑ ΣΩΜΑΤΑ ΕΣΩΤΕΡΙΚΩΝ ΧΩΡΩΝ

1.1 ΟΡΙΣΜΟΣ Ε.Η.Ε.

Με τον όρο εσωτερική ηλεκτρική εγκατάσταση (Ε.Η.Ε.) εννοούμε την τοποθέτηση ,τον έλεγχο και τον χειρισμό διαφόρων ηλεκτρολογικών εξαρτημάτων , που εξυπηρετούν τις ανάγκες κατανάλωσης ηλεκτρικής ενέργειας.

Ο ηλεκτρισμός μας εξυπηρετεί ακίνδυνα, μόνο όταν η Ε.Η.Ε. μελετηθεί και κατασκευαστεί σύμφωνα με τους ισχύοντες κανονισμούς.

1.2 ΚΑΤΑΤΑΞΗ Ε.Η.Ε.

Τις Ε.Η.Ε τις διακρίνουμε σε:

Ανάλογα με τη χρήση ηλεκτρικού ρεύματος:

Οικιακές εγκαταστάσεις ή εγκαταστάσεις φωτισμού(συνήθως μονοφασικές )

Εγκαταστάσεις κίνησης ή βιομηχανικές (απαιτούν τριφασική παροχή) Ανάλογα με το είδος χώρου σε:

Εγκαταστάσεις υπαίθρου (Εξωτερικών χώρων)

Εγκαταστάσεις κλειστού χώρου

Ανάλογα με τις συνθήκες που επικρατούν στο χώρο ,σε εγκαταστάσεις :

Ξηρών χώρων (υπνοδωμάτια ,σαλόνια ,γραφεία κτλ)

Πρόσκαιρα υγρών χώρων (τουαλέτες ,κακώς αεριζόμενα υπόγεια )

Βρεγμένων χώρων (πλυντήρια ,λουτρά ,ψυκτικοί θάλαμοι κτλ)

χώρων με κίνδυνο εκρήξεων (αποθήκες ξύλου, χάρτου ,καυσίμων ,χημικών κτλ)

Σκονισμένων χώρων(κλωστήρια ,αποθήκες αλεύρου κτλ)

Ρυπαρών χώρων (χημικά εργοστάσια, βαφεια κτλ)

Χώρων συγκέντρωσης πολλών ατόμων(θέατρα, κινηματογράφοι, εκθεσιακοί χώροι χώροι εκδηλώσεων κτλ)

Σταύλων, κτηνοστασίων κτλ

Για κάθε κατηγορία Ε.Η.Ε πρέπει να χρησιμοποιείται το κατάλληλο ηλεκτρολογικό υλικό και να εφαρμόζονται οι σχετικοί κανονισμοί

Στην πράξη έχουν καθιερωθεί οι όροι

Εγκαταστάσεις ισχυρών ρευμάτων, για εκείνες που λειτουργούν με τάση 230/400 V (Έως 1000 V ).Ενδεικτικά αναφέρουμε τα κυκλώματα φωτισμού ,πριζών κίνησης, υποστήριξης δικτύων ασθενών ρευμάτων κτλ

Εγκαταστάσεις ασθενών ρευμάτων, για εκείνες που λειτουργούν με τάσεις μέχρι 65V .Ενδεικτικά αναφέρουμε τα τηλεφωνικά δίκτυα ,τις ενδοεπικοινωνίες

(θυροτηλεόραση-θυρομεγάφωνα –κουδούνια ,τα καλωδιακά κυκλώματα ήχου,εικόνας κτλ),τους Η/Υ.

1.3 ΤΡΟΦΟΔΟΤΗΣΗ Ε.Η.Ε.

Μια Ε.Η.Ε. τροφοδοτείται από το δίκτυο της ΔΕΗ από το οποίο τροφοδοτούνται και οι Ε.Η.Ε. άλλων καταναλωτών. Η παροχέτευση από τη ΔΕΗ μπορεί να είναι εναέρια (τότε το καλώδιο της στερεώνεται στον στύλο του δικτύου και στον τοίχο του κτηρίου)ή υπόγεια (το καλώδιο είναι τοποθετημένο στη γή) Στο σημείο της τροφοδότησης της Ε.Η.Ε. από το δίκτυο της ΔΕΗ τοποθετείται ο μετρητής για να μετρά την ηλεκτρική ενέργεια που παρέχει η ΔΕΗ στον καταναλωτή.

[5]

Η τάση με την οποία η ΔΕΗ τροφοδοτεί τις ΕΗΕ των καταναλωτών εξαρτάται από την ισχύ που έχει συμφωνηθεί να τους παρέχει . Για σχετικά μικρές ισχύες η τροφοδότηση γίνεται από τα δίκτυα χαμηλής τάσης (Χ.Τ),που είναι τριφασικά και λειτουργούν με ονομαστική τάση 220/380 V και συχνότητα 50Hz .Για ακόμα μεγαλύτερες ισχύες ο καταναλωτής τροφοδοτείται από τα δίκτυα μέσης τάσης Μ.Τ ενώ σε πολύ μεγάλες ισχύες η τροφοδότηση μπορεί να γίνει από τα δίκτυα υψηλής τάσης Υ.Τ

[5]

Η τροφοδότηση των καταναλωτών από τα δίκτυα Χ.Τ της ΔΕΗ μπορεί να γίνει είτε με μια φάση(δηλαδή συνδέεται μια φάση και ο ουδέτερος), είτε και με τις 3 φάσεις (συνδέονται και οι 3 φάσεις και ο ουδέτερος) .Η μονοφασική τροφοδότηση γίνεται συνήθως σε κατοικίες και καταστήματα και η τριφασική όταν ο καταναλωτής χρειάζεται μεγαλύτερη ισχύ ή όταν έχει συσκευές που χρειάζονται τριφασική τροφοδότηση (π.χ τριφασικοί κινητήρες)

1.4 ΒΑΣΙΚΑ ΜΕΡΗ ΜΙΑΣ ΕΗΕ

Κάθε ΕΗΕ κτηρίου αποτελείται από τα εξής βασικά μέρη:

1. Την κύρια γραμμή (ονομάζεται και παροχή), δηλαδή τη γραμμή που αναχωρεί από το μετρητή ηλεκτρικής ενέργειας και καταλήγει στον πίνακα διανομής της εγκατάστασης, όταν πρόκειται για οικιακό καταναλωτή.

Στην περίπτωση καταναλωτή ΧΤ είναι η γραμμή που συνδέει τον μετασχηματιστή ΜΤ/ΧΤ με το γενικό πίνακα διανομής της εγκατάστασης.

2. Το γενικό πίνακα και τους υποπίνακες διανομής, εάν υπάρχουν. Για τους οικιακούς καταναλωτές απαιτείται συνήθως μόνο ο γενικός πίνακας. Όμως, σε εκτεταμένες εγκαταστάσεις μεγάλης ισχύος (π.χ. βιοτεχνικές και βιομηχανικές

εγκαταστάσεις, εμπορικά κέντρα κλπ.) απαιτείται η ξεχωριστή τροφοδότηση ομοειδών φορτίων (φωτισμού, ρευματοδοτών κίνησης), κάτι που επιτυγχάνεται με την τοποθέτηση αντίστοιχων υποπινάκων διανομής.

3. Τα ηλεκτρικά φορτία(λέγονται και καταναλώσεις), όπως οι ηλεκτρικές μηχανές και οι συσκευές κατανάλωσης ηλεκτρικής ενέργειας, τα οποία τροφοδοτούνται από τους πίνακες με τα κυκλώματα διακλάδωσης.

4. Τις διατάξεις γείωσης προστασίας της εγκατάστασης

1.5 ΠΡΟΥΠΟΘΕΣΕΙΣ ΓΙΑ ΤΗΝ ΚΑΤΑΣΚΕΥΗ ΜΙΑΣ ΣΩΣΤΗΣ Ε.Η.Ε.

Μια σωστή ΕΗΕ πρέπει να παρέχει ασφάλεια έναντι ηλεκτροπληξίας και πυρκαγιάς ,να είναι καλαίσθητη και να έχει λογικό ανταγωνιστικό κόστος .Για να εξασφαλιστούν τα παραπάνω πρέπει:

Να γίνει ουσιαστική μελέτη της εγκατάστασης κατά τρόπο που εξασφαλίζεται η κάλυψη όχι μόνο των σημερινών λειτουργικών αναγκών αλλά και των μελλοντικών (επεκτασιμότητα –εφαρμογή νέων τεχνολογιών)

Να εφαρμοστεί η μελέτη λαμβάνοντας υπόψη τους κανονισμούς

Να χρησιμοποιηθούν υλικά κατάλληλης ποιότητας (σύμφωνα με προδιαγραφές)

Μια ολοκληρωμένη μελέτη μιας ΕΗΕ πρέπει να περιλαμβάνει

Την τεχνική περιγραφή της εγκατάστασης ,τα ηλεκτρολογικά σχέδια των διάφορων κυκλωμάτων

τους κατάλογους των υλικών και τις προδιαγραφές τους

Το κόστος εγκατάστασης και ενδεχομένως εναλλακτικές λύσεις

Με τα παραπάνω ο πελάτης αποκτά σαφή εικόνα το έργου και ο κατασκευαστής έχει τη δυνατότητα να αντλήσει κάθε δυνατή πληροφορία για αυτό.

1.6 ΚΑΝΟΝΙΣΜΟΣ Ε.Η.Ε.

Πριν το 2004 υπήρχε ένας κανονισμός εσωτερικών ηλεκτρικών εγκαταστάσεων ο λεγόμενος ΚΕΗΕ, αλλά στις 5 Μαρτίου 2004 δημοσιεύθηκε η απόφαση του υπουργού ανάπτυξης (ΦΕΚ470Β/5-3-04) με την οποία αντικαθίσταται ο παλαιός

κανονισμός από το πρότυπο ΕΛΟΤ HD384. Η εφαρμογή του πρότυπου ΕΛΟΤ HD384 είναι υποχρεωτική από τις 28 Φεβρουαρίου 2006.

Το πρότυπο ΕΛΟΤ HD384 περιλαμβάνει τους κανόνες που πρέπει να τηρούνται κατά τη μελέτη, την κατασκευή, την επιθεώρηση και την συντήρηση των ηλεκτρικών εγκαταστάσεων. Οι απαιτήσεις, οι οποίες πρέπει να ικανοποιούνται, αποσκοπούν στην ασφαλή λειτουργία των ηλεκτρικών εγκαταστάσεων με την προϋπόθεση βέβαια της ορθής χρησιμοποίησης τους.

2.1 ΒΑΣΙΚΑ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ ΑΓΩΓΩΝ ΚΑΙ ΚΑΛΩΔΙΩΝ

Αγωγοί ονομάζονται τα αγώγιμα σύρματα που διοχετεύουν ηλεκτρικό ρεύμα . Διακρίνονται σε γυμνούς ή μονωμένους (όταν φέρουν μονωτικό περίβλημα)

Το υλικό κατασκευής των αγωγών ΕΗΕ είναι συνήθως ο ανοπτημένος χαλκός .Ανάλογα με τον αριθμό των συρμάτων ή κλώνων από τα οποία αποτελούνται οι αγωγοί τους διακρίνουμε σε

• μονόκλωνους αγωγούς(αποτελούνται από 1 μόνο σύρμα)

• πολύκλωνους αγωγούς (αποτελούνται από συνεστραμμένα συρματίδια)

• Λεπτοπολύκλωνους (πολύ εύκαμπτοι αγωγοί που αποτελούνται από πολύ λεπτά συρματίδια)

Καλώδιο ονομάζουμε το σύνολο 2 τουλάχιστον μονωμένων αγωγών (μονόκλωνων ή πολύκλωνων) , που λέγονται πόλοι , μέσα στο ίδιο περίβλημα (μανδύα).

Ο μανδύας έχει σκοπό να συγκρατεί τους αγωγούς σε ένα ενιαίο σύνολο και να τους προστατεύει από μηχανικές βλάβες, από την είσοδο υγρασίας κτλ .Συγχρόνως ο μανδύας αποτελεί πρόσθετη ηλεκτρική μόνωση προς το περιβάλλον, παρέχοντας περισσότερη ασφάλεια. Μεταξύ των μονώσεων των πόλων και του μανδύα του καλωδίου υπάρχουν πολλές φορές ορισμένα υλικά για να συμπληρώνουν τα κενά.

Ανάλογα με τον αριθμό των μονωμένων αγωγών (πόλων)διακρίνουμε τα καλώδια σε

• διπολικά (2 αγωγοί)

• τριπολικά (3 αγωγοί) κτλ

Σχήμα 2.1 ΚΑΛΩΔΙΟ [5]

1.Μανδύας

2.Συμπληρωματικό υλικό 3.Μόνωση

4.Μονόκλωνος ή πολύκλωνος αγωγός χαλκού

2.1.1 ΔΙΑΤΟΜΗ ΑΓΩΓΟΥ

Το κύριο χαρακτηριστικό ενός αγωγού ή καλωδίου είναι η διατομή του που εκφράζεται σε mm² . Η διατομή είναι ένας τυποποιημένος αριθμός που δίνεται από πίνακες.

Η διατομή των αγωγών υπολογίζεται ως εξής Για μονόκλωνους αγωγούς

Σχήμα 2.2 ΔΙΑΤΟΜΗ ΜΟΝΟΚΛΩΝΟΥ ΑΓΩΓΟΥ Για πολύκλωνους αγωγούς

Σχήμα 2.3 ΔΙΑΤΟΜΗ ΠΟΛΥΚΛΩΝΟΥ ΑΓΩΓΟΥ Όπου S = η διατομή

d = η διάμετρος

n = ο αριθμός των κλώνων

2.1.2 ΑΝΤΙΣΤΑΣΗ ΑΓΩΓΟΥ Ή ΚΑΛΩΔΙΟΥ Η αντίσταση δίνεται από τον τύπο R=ρ(L/S)

Όπου R η αντίσταση, ρ η ειδική αντίσταση(εξαρτάται από το υλικό του αγωγού και την θερμοκρασία), L μήκος του αγωγού και S η διατομή του αγωγού.

2.1.3 ΜΟΝΩΣΗ ΑΓΩΓΟΥ Ή ΚΑΛΩΔΙΟΥ

Το υλικό που χρησιμοποιείται περισσότερο για τις μονώσεις και τους μανδύες των καλωδίων των ΕΗΕ είναι χλωριούχο πολυβινύλιο PVC και το ελαστικό (φυσικό ή τεχνητό)

Το PVC αντέχει στην υγρασία και σε διάφορα υλικά (όπως βενζίνη, λάδια ) σε χαμηλές όμως θερμοκρασίες (κάτω των 3^οC) σκληραίνει και μπορεί να πάθει ρωγμές

.

ΠΙΝΑΚΑΣ 2.1

2.1.4 ΧΡΩΜΑΤΙΣΜΟΙ ΜΟΝΩΜΕΝΩΝ ΑΓΩΓΩΝ

Για την διευκόλυνση των συνδέσεων κατά την εγκατάσταση αγωγών και καλωδίων αλλά και για τις επεμβάσεις που ενδεχομένως θα χρειαστεί να γίνουν μεταγενέστερα , οι μονώσεις των αγωγών έχουν διάφορα χρώματα που διευκολύνουν την αναγνώριση των αγωγών . Οι κανόνες που ισχύουν φαίνονται στον παρακάτω πίνακα

ΠΙΝΑΚΑΣ 2.2

[2]

[6]

Σχήμα 2.4 ΧΡΩΜΑΤΙΣΜΟΣ ΚΑΛΩΔΙΩΝ ΠΙΝΑΚΑΣ 2.3

[6]

Σχήμα 2.5 ΔΙΑΦΟΡΟΙ ΤΥΠΟΙ ΚΑΛΩΔΙΩΝ

2.2 ΣΥΜΒΟΛΙΣΜΟΣ ΚΑΛΩΔΙΩΝ

Κάθε μονωμένος αγωγός ή καλώδιο έχει ως ονομασία του ένα σύμβολο που αποτελείται από γράμματα και αριθμούς που δείχνουν τα χαρακτηριστικά του .Το σύμβολο του καλωδίου

είναι συνήθως τυπωμένο ανά διαστήματα πάνω στον μανδύα του [1]

Σχήμα 2.6 ΣΗΜΑΝΣΗ ΑΓΩΓΩΝ ΚΑΙ ΚΑΛΩΔΙΩΝ Χ.Τ.

[1]

Σχήμα 2.7 ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑ ΟΝΟΜΑΣΙΑΣ (α) ΜΟΝΟΚΛΩΝΟΥ ΑΓΩΓΟΥ ( β ) ΠΕΝΤΑΠΟΛΙΚΟΥ ΚΑΛΩΔΙΟΥ

[1]

[1]

Σχήμα 2.8 ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ ΚΑΛΩΔΙΩΝ [1]

(α) HO5VV ή AO5VV (πρώην NYM) (β) HO7V HO5V (πρώην NYA)

(γ) EIVV (πρώην NYY)

3.1 ΣΩΛΗΝΕΣ Ε.Η.Ε.

Οι μονωμένοι αγωγοί (που δεν έχουν μανδύα)και τα καλώδια (που έχουν μανδύα) τοποθετούνται ορισμένες φορές σε σωλήνες όταν χρειάζεται η μηχανική προστασία ή όταν δεν ενσωματώνονται στα δομικά υλικά του κτηρίου(σοβάς,μπετόν)

Οι σωλήνες διακρίνονται

1.Ανάλογα με τον τρόπο εγκατάστασης τους σε χωνευτούς (κάτω από σοβά) και ορατούς (πάνω σε τοίχο ή οροφή)

2.Ανάλογα με το υλικό κατασκευής τους σε

• Μεταλλικούς

• Πλαστικούς

3.Ανάλογα με τη συμπεριφορά τους στην κάμψη , σε άκαμπτους (κατάλληλοι για ευθείες διαδρομές γραμμών), καμπτόμενους & εύκαμπτους οι οποίοι χρησιμοποιούνται σε σημεία που οι ηλεκτρικές γραμμές αλλάζουν κατεύθυνση

[2]

Σχήμα 3.1 ΑΚΑΜΠΤΟΙ, ΚΑΜΠΤΟΜΕΝΟΙ ΚΑΙ ΕΥΚΑΜΠΤΟΙ ΣΩΛΗΝΕΣ

Το μέγεθος των σωλήνων των ΕΗΕ χαρακτηρίζεται από την εσωτερική διάμετρο τους .Η επιλογή της διαμέτρου του σωλήνα γίνεται ανάλογα με το πλήθος και την διατομή των μονωμένων αγωγών που τοποθετούνται σε αυτούς όπως φαίνεται στον πίνακα

ΠΙΝΑΚΑΣ 3.1

[2]

Σχήμα 3.2 ΣΩΛΗΝΕΣ ΔΙΑΦΟΡΩΝ ΔΙΑΜΕΤΡΩΝ [6]

3.2 ΚΟΥΤΙΑ ΔΙΑΚΛΑΔΩΣΗΣ ΣΩΛΗΝΩΝ ΚΑΙ ΚΑΛΩΔΙΩΝ

Οι συνδέσεις και οι διακλαδώσεις των αγωγών ΕΗΕ γίνονται μόνο μέσα στα κουτιά διακλάδωσης .

Σε κουτιά διακλάδωσης τοποθετούνται επίσης και οι ρευματοδότες

[6]

Σχήμα 3.3 ΚΟΥΤΙΑ ΔΙΑΚΛΑΔΩΣΗΣ[6]

3.3 ΡΕΥΜΑΤΟΔΟΤΕΣ ( ΠΡΙΖΕΣ )

Οι ρευματοδότες πρέπει να είναι πάντοτε τριπολικοί δηλαδή πρέπει να έχουν μια υποδοχή για τον αγωγό φάσης , μια για τον ουδέτερο και μια για τον αγωγό προστασίας

Στους ρευματοδότες τύπου Schuko η σύνδεση του αγωγού προστασίας γίνεται μέσω ελασμάτων που υπάρχουν στις δύο πλευρές

[2]

Σχήμα 3.4 ρευματοδότες

3.4 ΛΥΧΝΙΟΛΑΒΕΣ

Λυχνιολαβές είναι τα εξαρτήματα που επιτρέπουν τη σύνδεση μιας λάμπας και είναι μπαγιονέτ ή βιδωτή.

[2]

Οι λυχνιολαβές μπορεί να είναι ενσωματωμένες σε σπότ χωνευτά που τοποθετούνται στο ταβάνι ή σε ψευδοροφή ή σε χελώνες για υγρούς χώρους ή σε αρματούρες λουτρού

3.5 ΔΙΑΚΟΠΤΕΣ

Οι διακόπτες είναι όργανα πουμας δίνουν την δυνατότητα να τροφοδοτούμε ή να διακόπτουμε την τροφοδότηση ενός κυκλώματος

[2]

3.6 ΣΥΝΔΕΣΜΟΛΟΓΙΕΣ ΦΩΤΙΣΜΟΥ

[2]

[2]

Σχήμα 3.6 συνδεσμολογίες φωτισμού [2]

Σχήμα 3.7 Εσωτερική ηλεκτρική επίτοιχη εγκατάσταση [2]

4.1. ΘΕΡΜΑΝΣΗ ΑΓΩΓΩΝ

Όταν ρεύμα έντασης I περνά από ένα αγωγό αντίστασης R μέρος της ηλεκτρικής ενέργειας μετατρέπεται σε θερμότητα (φαινόμενο JOULE).Αυτή η θερμότητα ανεβάζει την θερμοκρασία του αγωγού.

Όταν ο αγωγός έχει θερμοκρασία θ2 μεγαλύτερη από την θερμοκρασία περιβάλλοντος θ1 ,συμβαίνει μεταφορά θερμότητας από τον αγωγό στο περιβάλλον . Η ποσότητα της θερμότητας που απάγεται προς το περιβάλλον ανά μονάδα χρόνου είναι:

(Q/t)= α(θ2- θ1)

Ο συντελεστής α εξαρτάται από την εξωτερική επιφάνεια του αγωγού , το είδος και το πάχος των μονώσεων , μανδύων , από την γειτνίαση καλωδίων κτλ.

Ο αγωγός τελικά θα αποκτήσει εκείνη τη θερμοκρασία στην οποία θα υπάρχει ισορροπία μεταξύ παραγόμενης και απαγόμενης θερμότητας

4.2. ΜΕΓΙΣΤΗ ΕΠΙΤΡΕΠΟΜΕΝΗ ΣΥΝΕΧΗΣ ΦΟΡΤΙΣΗ (ΜΕΣΦ) ΚΑΛΩΔΙΟΥ

Για να μην υπάρχει κίνδυνος να πάθουν βλάβη οι μονώσεις ή να αλλοιωθούν τα χαρακτηριστικά τους, πρέπει η θερμοκρασία του αγωγού να μη ξεπεράσει ένα όριο.

Έτσι λαμβάνοντας υπ’ όψιν τις διάφορες συνθήκες εγκατάστασης των αγωγών υπάρχει για κάθε διατομή του αγωγού ένα ρεύμα που αν τον διαρρέει συνεχώς ανεβάζει την θερμοκρασία του στο ανώτατο όριο που επιτρέπεται. Αυτό το ρεύμα λέγεται μέγιστη επιτρεπόμενη συνεχής φόρτιση αγωγού ( ΜΕΣΦ ).

Η φόρτιση των καλωδίων πρέπει να περιορίζεται ,έτσι ώστε σε κάθε θέση της εγκατάστασης η θερμότητα απωλειών Joule να μπορεί να απάγεται στο περιβάλλον χωρίς υπέρβαση των επιτρεπόμενων μέγιστων θερμοκρασιών λειτουργίας των αγωγών.

4.3. ΠΑΡΑΓΟΝΤΕΣ ΠΟΥ ΕΠΗΡΕΑΖΟΥΝ ΤΗΝ ΑΠΑΓΩΓΗ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ

1)Θερμοκρασία περιβάλλοντος .Όταν η θερμοκρασία ξεπερνά τους 30^οC ,οι τιμές της ΜΕΣΦ μειώνονται

2)Πρόσθετη θέρμανση που προκαλείται από γειτονικά καλώδια σωλήνες θέρμανσης κτλ3)Συσσωρευτές θερμότητας σε αέρια στρώματα τα οποία δημιουργούνται μέσα σε προστατευτικές επικαλύψεις κανάλια ,σωλήνες κτλ.( η τοποθέτηση των καλωδίων μέσα σε σωλήνα παρέχει πρόσθετη μηχανική προστασία και ευχέρεια αντικατάστασης τους ).

Υπερένταση είναι κάθε ρεύμα που διαρέει ένα αγωγό και είναι μεγαλύτερο από την επιτρεπόμενη φόρτιση.

Μία υπερένταση μπορεί να οφείλεται

4. Υπερφόρτιση ενός κυκλώματος όταν αυτό τροφοδοτεί φορτία μεγαλύτερα απ ότι είχεπροβλεφτεί.

5. Βραχυκύκλωμα όταν υπάρχει σφάλμα μονώσεων στο κύκλωμα . Σφάλμα είναι η βλάβη ή η γεφύρωση των μονώσεων ,με αποτέλεσμα να έχουν ενωθεί με αμελητέα αντίσταση δύο σημεία ανάμεσα στα οποία σε κανονική λειτουργία υπάρχει τάση

Η υπερφόρτιση των καλωδίων μπορεί να προκαλέσει αλλοίωση των χαρακτηριστικών της μόνωσης τους και πρόωρη γήρανση της .

Σε περίπτωση βραχυκυκλώματος λόγω της αναπτυσσόμενης θερμότητας υπάρχει σοβαρός κίνδυνος ακόμα και για εκδήλωση πυρκαγιάς

Είναι επιτρεπτό να περνούν από τον αγωγό μεγαλύτερα ρεύματα (υπερένταση)από εκείνα που ορίζει η ΜΕΣΦ αλλά για πολύ μικρό χρονικό διάστημα

Στις ΕΗΕ οι διατομές των αγωγών επιλέγονται με βάση τα φορτία, που προβλέπεται να τροφοδοτήσει η γραμμή.

Το αναμενόμενο ρεύμα πρέπει να είναι μικρότερο από την ΜΕΣΦ .

Όμως όσο μικρό και εάν είναι το αναμενόμενο ρεύμα οι διατομές των αγωγών δεν επιτρέπεται να είναι

• Μικρότερες από 1,5mm² για σταθερές γραμμές

• Μικρότερη από 6 mm² για τη γραμμή μετρητή πίνακα Ο τύπος που δίνει την ΜΕΣΦ (I_max) είναι: I_max=Ι0Κ1Κ2Κ3

Όπου:

Ι0 = ρεύμα συνεχούς λειτουργίας υπό κανονικές συνθήκες Κ1 , Κ2 ,Κ3 =συντελεστές διόρθωσης

Α) Για καλώδια αέρα

Κ1= Συντελεστής διόρθωσης για θερμοκρασία περιβάλλοντος διαφορετική των 30 ^οC Κ2=Συντελεστής διόρθωσης Ι0 λόγω ομαδοποίησης καλωδίων

Κ3=Συντελεστής διόρθωσης μόνο για καλώδια σε απόσταση από τοίχους ή άλλα δομικά υλικά

Β) Για καλώδια εδάφους

Κ1= Συντελεστής διόρθωσης για θερμοκρασία περιβάλλοντος διαφορετική των 20 ^οC Κ2=Συντελεστής διόρθωσης για ειδική θερμική αντίσταση εδάφους διαφορετική από 2,5 Km/w

Κ3=Συντελεστής διόρθωσης λόγω ομαδοποίησης καλωδίων. Είτε κατευθείαν στο έδαφος είτε σε οχετούς μέσα στο έδαφος

4.4 ΠΩΣ ΥΠΟΛΟΓΙΖΕΤΑΙ Η ΜΕΣΦ ΑΝ ΓΝΩΡΙΖΩ ΤΗΝ ΔΙΑΤΟΜΗ ΤΟΥ ΑΓΩΓΟΥ (ΧΡΗΣΗ ΕΛΟΤ 384 )

Α1 καλώδια αέρα

Από πιν.52Κ1&52Κ2 Βρίσκουμε Ι0 για την δεδομένη S Από πιν.52Δ1 Βρίσκουμε Κ1

Από πιν.52Ε1 Βρίσκουμε Κ2

Από πιν.52Ε4&52Ε5 Βρίσκουμε Κ3

Α2 καλώδια εδάφους

Από πιν.52Κ3Βρίσκουμε Ι0

Από πιν.52Δ2 Βρίσκουμε Κ1

Από πιν.52Δ3 Βρίσκουμε Κ2

Από πιν.52Ε2&52Ε3 Βρίσκουμε Κ3

Άρα Imax= Ι0 Κ1 Κ2 Κ3

Αν έχω φορτίο κίνησης Imax= 1,25 Ι0 Κ1Κ2 Κ3

4.5 ΠΩΣ ΥΠΟΛΟΓΙΖΕΤΑΙ Η ΔΙΑΤΟΜΗ ΑΝ ΓΝΩΡΙΖΩ ΤΗΝ ΜΕΣΦ ΤΟΥ ΑΓΩΓΟΥ ΧΡΗΣΗ ΕΛΟΤ 384 )

Σκοπός μας είναι να υπολογίσουμε ένα ρεύμα I^*το οποίο μετά την εφαρμογή των κατάλληλων , ανάλογα με την περίπτωση ,συντελεστών διόρθωσης να προκύψει τουλάχιστον ίσο με το ρεύμα φορτίου το οποίο πρόκειται να φέρει το καλώδιο δηλαδή

I= Ι^*Κ1 Κ2 Κ3 => Ι^*= I / (Κ1 Κ2 Κ3)

Επιλέγουμε διατομή S με ικανότητα μεταφοράς ρεύματος

Ι0 μεγαλύτερο ή ίσο του Ι^*

Τελικά το ρεύμα που πραγματικά θα μεταφέρεται από την επιλεγμένη διατομή θα είναι Imax= Ι0Κ1 Κ2 Κ3

Εκτός από την ΜΕΣΦ των αγωγών, που αφορά τη θέρμανσή τους, πρέπει να έχουμε υπόψη, όταν επιλέγουμε τη διατομή τους, ότι η πτώση τάσης Δu δεν πρέπει να υπερβαίνει ορισμένα όρια. Για μονοφασική γραμμή τροφοδοσίας πρέπει Δu < 9.2V Η πτώση τάσης υπολογίζεται από τους παρακάτω τύπο

Δu = 2* ρ * l * I * συνφ / S

ρ= ειδική αντίσταση χαλκού ρ=0.017 Ω mm² /m l= μήκος γραμμής σε m

I=ρεύμα σε Α S=διατομή σε mm²

Επομένως για να υπολογίσουμε την διατομή ενός αγωγού ακολουθούμε τα παρακάτω βήματα

ΒΗΜΑ 1^ο

Υπολογίζουμε το ρεύμα I κάθε κατανάλωσης αν γνωρίζουμε την ισχύ της Μονοφασικό δίκτυο P=V I συνφ

Τριφασικό δίκτυο P=3V_φI_φσυνφ και P=√3V_πI_πσυνφ Όπου

P η ισχύς της κατανάλωσης V_φI_φ φασική τάση ,ένταση συνφ = συντελεστής ισχύος

Αν δεν γνωρίζουμε την ισχύ της κατανάλωσης ο υπολογισμός γίνεται κατά προσέγγιση έως εξής

1)Για κάθε απλό φωτιστικό θεωρούμε ρεύμα φορτίου 0,5 Α

2)Αν έχουμε συνδεσμολογία κομμιτατέρ θεωρούμε 2Α ανά πολύφωτο

3)Για φωτισμό ισχύος 200W θεωρούμε φορτίο 1Α .Για κάθε 1^η από 4 πρίζες θεωρούμε φορτίο 1,5 Α και για κάθε μια από τις υπόλοιπες 0,5 Α

ΒΗΜΑ 2^ο

Υπολογίζουμε το ρεύμα Ι^*= (I/(Κ1 Κ2 Κ3))g όπου g συντελεστής ταυτοχρονισμού.

Σε μια ηλεκτρική εγκατάσταση δεν λειτουργούν όλες οι καταναλώσεις μαζί. Για παράδειγμα είναι σπάνιες οι περιπτώσεις. Πχ το ηλ.μαγειρείο να δουλεύει σε πλήρη ισχύ ,δηλαδή όλες οι ηλεκτρικές εστίες του να λειτουργούν στη μέγιστη ισχύ τους

ενώ συγχρόνως να είναι ενεργοποιημένος σε μέγιστη ισχύ ο φούρνος της συσκευής ,ο ανεμιστήρας της κλπ

Επίσης είναι ελάχιστη η πιθανότητα ταυτόχρονης λειτουργίας όλης της εγκαταστάσεως ισχύος φωτισμού σε ένα κτίριο. Ο συντελεστής g εκφράζει το μέγιστο ποσοστό εγκαταστημένης ισχύος σε μια γραμμή τροφοδοσίας το οποίο μπορεί να ζητηθεί για κάποιο χρονικό διάστημα .Ισχύει g<1

Τα Κ1 Κ2 Κ3 υπολογίζονται από τους κατάλληλους πίνακες (προηγούμενη παράγραφος)

ΒΗΜΑ 3^ο

Βρίσκω από τον πίνακα 52Κ1 ή 52 Κ2 για καλώδια αέρα ή 52Κ3 για καλώδια εδάφους τη διατομή για Ι0 μεγαλύτερο ή ίσο του Ι^*

ΒΗΜΑ 4⁰

Υπολογίζουμε την πτώση τάσης και εξετάζουμε αν είναι επιτρεπτή. Σε αντίθετη περίπτωση επιλέγουμε την αμέσως μεγαλύτερη διατομή

5.1 ΠΡΟΣΤΑΣΙΑ ΑΠΟ ΥΠΕΡΕΝΤΑΣΕΙΣ

Η μελέτη μιας εγκατάστασης ΕΗΕ γίνεται με βάση τα φορτία που προβλέπεται να τροφοδοτηθούν από κάθε γραμμή (δηλαδή τις ισχύες των συσκευών κατανάλωσης).Με αυτόν τον τρόπο καθορίζεται η διατομή των αγωγών έτσι ώστε το ρεύμα που θα διαρρέει να μην υπερβεί την ΜΕΣΦ ,γιατί τότε υπάρχει κίνδυνος η θερμοκρασία των αγωγών να υπερβεί το όριο πέρα από το οποίο θα ήταν δυνατό να πάθει βλάβη ο αγωγός ή η μόνωση του.

Όμως κατά τη λειτουργία μιας εγκατάστασης μπορεί να συμβεί να περάσει από τους αγωγούς ένα μεγαλύτερο ρεύμα και τότε λέμε ότι υπάρχει μια υπερένταση

Για να μη πάθουν βλάβη οι αγωγοί ή οι μονώσεις τους πρέπει να διακόπτεται η τροφοδότηση αυτόματα (χωρίς ανθρώπινη παρέμβαση) πριν ανέβει η θερμοκρασία τόσο ώστε να τους θέσει σε κίνδυνο.

Ο χρόνος μέσα στον οποίο πρέπει να γίνει η διακοπή τροφοδότησης εξαρτάται από το μέγεθος της υπερέντασης .Στην περίπτωση υπερφόρτισης η διακοπή πρέπει να γίνει σε χρόνο μερικών sec ή min.Αντίθετα αν εμφανιστεί ρεύμα βραχυκυκλώματος η διακοπή πρέπει να γίνει πολύ σύντομα σε χρόνο 10^-2 sec

5..2 ΑΣΦΑΛΕΙΕΣ

Οι ασφάλειες τήξης αποτελούν την πιο παλιά διάταξη προστασίας.Σήμερα η χρήση τους έχει περιοριστεί στο ελάχιστο και τη θέση τους έχουν πάρει οι αυτόματες ασφάλειες . Τα χαρακτηριστικά τους γνωρίσματα είναι η ονομαστική τάση, το ονομαστικό ρεύμα και ο χρόνος ενεργοποίησης τους, ανάλογα με τον οποίον διακρίνονται σε :

- Ασφάλειες ταχείας τήξης - Ασφάλειες βραδείας τήξης

5.2.1 ΑΡΧΗ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑΣ ΑΣΦΑΛΕΙΩΝ

Οι ασφάλειες έχουν στο εσωτερικό τους ένα λεπτό σύρμα (τηκτό) που σε περίπτωση υπερέντασης θερμαίνεται τόσο, ώστε λιώνει και έτσι διακόπτεται το ρεύμα .Για να διευκολυνθεί η διακοπή του τόξου που ακολουθεί αμέσως μετά την τήξη του τηκτού , αυτό βρίσκεται στο εσωτερικό ενός κυλίνδρου από προσελάνη, ο οποίος είναι γεμάτος με ειδική ψιλή άμμο .Όταν το ρεύμα είναι μεγάλο , δημιουργείται ηλεκτρικό τόξο. Τότε η άμμος λιώνει από την θερμότητα του τόξου και παρεμβάλλεται στο διάκενο που δημιουργήθηκε από την τήξη και σβήνει το τόξο.

Μια ασφάλεια αποτελείται από τη βάση , τη μήτρα και το φυσίγγιο. Η βάση είναι το σταθερό μέρος στο οποίο συνδέονται οι αγωγοί του κυκλώματος. Το φυσίγγιο τοποθετείται στη βάση και περιλαμβάνει τον κύλινδρο από προσελάνη, το τηκτό, την άμμο και τα μεταλλικά μέρη που είναι αναγκαία για την επαφή προς τη βάση. Στις βιδωτές ασφάλειες υπάρχει επιπλέον το πώμα

Σχήμα 5.1 Μέρη μιας ασφάλειας [7]

Το τηκτό έχει υπολογιστεί ώστε να αντέχει το ονομαστικό ρεύμα για το οποίο έχει κατασκευαστεί

Σκοπός της μήτρας είναι να εμποδίζεται η τοποθέτηση φυσιγγιού μεγαλύτερου ονομαστικού ρεύματος σε βάση που προορίζεται για μικρότερο ρεύμα .Έτσι η μήτρα της ασφάλειας έχει τέτοια διάμετρο ώστε να δέχεται ένα συγκεκριμένο ονομαστικό ρεύμα .Αυτό για παράδειγμα σημαίνει ότι μια μήτρα για φυσίγγι των 10Α δε μπορεί να δεχτεί φυσίγγι των 16 Α ,όπως χαρακτηριστικά φαίνεται στη συνέχεια

Στον παρακάτω πίνακα δίνονται τα χαρακτηριστικά των ασφαλειών τήξης που ανάλογα με την διατομή του αγωγού και τη μέγιστη επιτρεπόμενη τιμή του ρεύματος που πρέπει να τον διαρρέει ,καθορίζεται το ονομαστικό ρεύμα των ασφαλειών

ΠΙΝΑΚΑΣ 5,1 [7]

.

Το χρονικό διάστημα από την στιγμή που εμφανίζεται η υπερένταση ως τη στιγμή που γίνεται η διακοπή ( χρόνος λειτουργίας) είναι τόσο συντομότερο, όσο μεγαλύτερη είναι η υπερένταση.

Για τα φυσίγγια που έχουν ένα ορισμένο ονομαστικό ρεύμα ,μπορούμε να παραστήσουμε σε ένα διάγραμμα το χρόνο λειτουργίας τους σε συνάρτηση με το ρεύμα που προκάλεσε την τήξη του τηκτού.

-

Στα επόμενα σχήματα δίνονται για ασφάλειες ταχείας και βραδείας τήξης οι χρόνοι ενεργοποίησης τους συναρτήσει του ρεύματος βραχυκύκλωσης ή υπερφόρτισης ,(υπο μορφή καμπυλών) για διάφορες τιμές ονομαστικών ρευμάτων των ασφαλειών .Από τις καμπύλεςαυτές για κάποια συγκεκριμένη τιμή του ρεύματος βραχυκύκλωσης ή υπερφόρτισης και συγκεκριμένο ονομαστικό ρεύμα ασφαλείας ,προκύπτει ο χρόνος ενεργοποίησης της συγκεκριμένης ασφάλειας

Σχήμα 5.2 Χαρακτηριστικές λειτουργίας ασφαλειών [7]

Έτσι ωςπαράδειγμα για ρεύμα βραχυκύκλωσης 100Α και ασφάλεια με ονομαστικό ρεύμα 25 Α, προκύπτει χρόνος ενεργοποίησης 4sec για ασφάλεια βραδείας τήξης και 0,35 sec για ασφάλεια ταχείας τήξης

5.2.3 ΣYΝΔΕΣΜΟΛΟΓΙΑ ΑΣΦΑΛΕΙΩΝ

Οι ασφάλειες τήξης συνδέονται πάντοτε στη φάση του κυκλώματος που πρόκειται να προστατέψουν ,ώστε από αυτές να περνάει όλο το ρεύμα του κυκλώματος . Πιο συγκεκριμένα οι ασφάλειες τήξης τοποθετούνται

1) Στην αρχή κάθε ηλεκτρικής γραμμής

2)Διακλάδωση αγωγών με μικρότερη διάμετρο

3)Σε κεντρικές διακλαδώσεις

4)Σε διακλαδώσεις μετά από τους διακόπτες

Δεν τοποθετούνται

1)Σε αγωγούς γείωσης 2)Στον ουδέτερο αγωγό

3)Σε διακλαδώσεις εναέριων αγωγών και υπογείων καλωδίων

5. 3 ΜΙΚΡΟΑΥΤΟΜΑΤΟΣ ( ΑΥΤΟΜΑΤΗ ΑΣΦΑΛΕΙΑ)

Οι αυτόματες ασφάλειες με κατάλληλα χαρακτηριστικά λειτουργίας μπορούν να υποκαταστήσουν τις ασφάλειες τήξης ( άρθρα 50 ή 52 Κ.Ε.Η.Ε). 5

5.3.1 ΑΡΧΗ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑΣ ΜΙΚΡΟΑΥΤΟΜΑΤΟΥ

Ο χρόνος λειτουργίας των μικροαυτόματων καθορίζεται από την διάταξη πτώσης τους , η οποία αποτελείται από δυο στοιχεία το θερμικό και το ηλεκτρομαγνητικό.

Το θερμικό στοιχείο αποτελείται από ένα διμεταλλικό έλασμα, που είναι συνδυασμός δυο ελασμάτων από μέταλλα με διαφορετικούς συντελεστές γραμμικής διαστολής.

Λόγω των διαφορετικών συντελεστών διαστολής.

Μια αντίσταση που διαρέεται από το ρεύμα που περνά από τον διακόπτη , θερμαίνει το διμεταλλικό έλασμα. Λόγω των διαφορετικών συντελεστών διαστολής, τα μεταλλικά ελάσματα διαστέλλονται διαφορετικά το ένα από το άλλο, με αποτέλεσμα το διμεταλλικό έλασμα να κάμπτεται και το κύκλωμα ανοίγει.

Το ηλεκτρομαγνητικό στοιχείο αποτελείται από ένα ηλεκτρομαγνήτη, που το πηνίο του διαρέεται από το ίδιο ρεύμα που περνά από την αντίσταση του θερμικού στοιχείου .Όταν περάσει ρεύμα μεγαλύτερο από ένα όριο, ο ηλεκτρομαγνήτης έλκει χωρίς καμιά χρονική καθυστέρηση τον οπλισμό του, προκαλώντας την πτώση του διακόπτη.

Δύο είδη σφαλμάτων προκαλούν αντίδραση ενός μικροαυτόματου

Α. Σε περίπτωση βραχυκυκλώματος , το ηλεκτρομαγνητικό στοιχείο ανοίγει τις επαφές της ασφάλειας σε ελάχιστο χρόνο ,της τάξης των χιλιοστών του δευτερολέπτου

Η καμπύλη απόζευξης κάθε αυτόματης ασφάλειας πρέπει να περιέχεται σε μια ζώνη που προσδιορίζεται από τις προδιαγραφές της

Β. Σε περίπτωση υπερφόρτισης ή υπερθέρμανσης, το θερμικό(διμεταλλικό)στοιχείο ανοίγει τις επαφές της ασφάλειας. Ο χρόνος διέλευσης του αυξημένου ρεύματος είναι αντιστρόφως ανάλογος της έντασης του

Συνδυασμός λειτουργίας Α και Β

Η καμπύλη απόζευξης του μικροαυτόματου αποτελεί συνδυασμό των 2 παραπάνω καμπυλών Α και Β

Σχήμα 5.3 Λειτουργία μικροαυτόματου [7]

Οι μικροαυτόματοι ¨¨μπαίνουν¨¨ σε λειτουργία , όταν φέρουμε το μοχλό χειρισμού στην πάνω θέση , ένδειξη «Ι» ( ή ΟΝ).

Εάν ο μικροαυτόματος είναι σε θέση να οπλίσει μετά από μία απόζευξη ,σημαίνει ότι η αιτία της απόζευξης ήταν υπερφόρτιση .Εάν ο μικροαυτόματος δεν οπλίζει μετά από μια απόζευξη ,περιμένουμε λίγο και ξαναπροσπαθούμε .Επαναλαμβανόμενες αποζεύξεις υποδηλώνουν βραχυκύκλωμα ή διαρροή προς τη γη.

5.3.2 ΕΙΔΗ ΜΙΚΡΟΑΥΤΟΜΑΤΩΝ – ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΕΣ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑΣ Οι αυτόματες ασφάλειες διακρίνονται σε

1)Μονοπολικες : Προστατεύουν και διακόπτουν πάντα τον αγωγό της φάσης ,ενός μονοφασικού ηλεκτρικού κυκλώματος ,για παροχή ισχύος όχι μεγαλύτερη από 1,5κW

2)Διπολικες: Προστατεύουν και διακόπτουν την φάση και τον ουδέτερο ,ενός μονοφασικού ηλεκτρικού κυκλώματος για παροχή ισχύος μεγαλύτερη από 1,5 κW (Ηλ.κουζίνες, θερμοσίφωνες , πλυντήρια , κτλ)

3)Μονοπολικες+Ν : Προστατεύουν και διακόπτουν μόνο τη φάση και διακόπτουν χωρίς να προστατεύουν τον ουδέτερο ,ενός μονοφασικού ηλεκτρικού κυκλώματος

4)Τριπολικες: Προστατεύουν και διακόπτουν 3 αγωγούς και αυτοί είναι οι τρεις φάσεις ,ενός τριφασικού ηλεκτρικού κυκλώματος που ελέγχουν ,σε οικιακές ή βιομηχανικές εγκαταστάσεις

5)Τετραπολικες: Προστατεύουν και διακόπτουν τέσσερις αγωγούς και αυτοί είναι οι τρείς φάσεις και ο ουδέτερος , ενός τριφασικού ηλεκτρικού κυκλώματος που ελένχουν ,σε οικιακές ή βιομηχανικές ηλεκτρικές εγκαταστάσεις

Οι αυτόματες ασφάλειες κατασκευάζονται από τις διάφορες εταιρίες στην Ελλάδα ,σύμφωνα με τους διεθνείς κανονισμούς (ΙΕC) και με ικανότητα διακοπής (ή αλλιώς με αντοχή σε ρεύμα βραχυκύκλωσης )3000 A (3kA),6000A(6kA) και 1000Α (10 κΑ). Σε μερικές περιπτώσεις κατασκευάζονται και χρησιμοποιούνται αυτόματες ασφάλειες με ικανότητα διακοπής μέχρι και 25 kΑ

Για παράδειγμα όταν χρησιμοποιούμε αυτόματη ασφάλεια 6kA,αυτό σημαίνει ότι εάν έχουμε ρεύμα ,από βραχυκύκλωμα μεγαλύτερο από 6000A,τότε η αυτόματη ασφάλεια δε θα μπορέσει να διακόψει το κύκλωμα και θα καταστραφεί (δεν μπορεί ο μηχανισμός τους να διακόψει μεγαλύτερο ρεύμα)και επομένως μόνο για μικρότερο ρεύμα θα λειτουργήσει σωστά

Ένα άλλο σημαντικό στοιχείο που χαρακτηρίζει τις αυτόματες ασφάλειες σύμφωνα με διεθνείς προδιαγραφές ΙΕC , είναι κάποιες χαρακτηριστικές καμπύλες που εκφράζουν το χρόνο ενεργοποίησης του μηχανισμού διακοπής της ασφάλειας από τη στιγμή που θα εμφανιστεί το βραχυκύκλωμα συναρτήσει αυτού του ρεύματος . Έτσι για κάθε ικανότητα διακοπής έχουμε 3 χαρακτηριστικούς τύπους ασφαλειών που προσδιορίζονται με τα γράμματα “B” , “C” , “D” και αναφέρονται σε μια περιοχή ρευμάτων βραχυκύκλωσης που είναι πολλαπλάσια του ονομαστικού ρεύματος ΙΝ της ασφάλειας:

ΠΙΝΑΚΑΣ 5.2 [7]

Στη συνέχεια δίνονται σαν παράδειγμα τα χρονικά όρια ενεργοποίησης αυτομάτων ασφαλειών, σύμφωνα με τους διεθνείς κανονισμούς IEC 898,για τους τρείς τύπους αυτομάτων ασφαλειών “B” , “C” , “D” τα οποία προκύπτουν με συγκεκριμένες Standard τιμές ρευμάτων σαν πολλαπλάσιες του ονομαστικού ρεύματος I_Ν των ασφαλειών ,και για θερμοκρασία λειτουργίας 30 ⁰C .

Σχήμα 5.4 Χαρακτηριστικές λειτουργίας μικροαυτόματων [7]

Οι εταιρίες κατασκευής αυτομάτων ασφαλειών δίνουν για κάθε σειρά ικανότητας διακοπής (3κΑ,6κΑ,10κΑ κτλ),το χαρακτηριστικό τύπο (“B”, “C”,

“D), τις εφαρμογές τους και τα ονομαστικά ρεύματα για μονοπολικές , μονοπολικές+Ν ,διπολικές ,τριπολικές ή τετραπολικές αυτόματες ασφάλειες

Παρακάτω δίνονται σαν παράδειγμα όλα τα παραπάνω στοιχεία ,για αυτόματες ασφάλειες 3κΑ (ικανότητα διακοπής)

ΠΙΝΑΚΑΣ 5.3

Η εκλογή των αυτομάτων ασφαλειών γίνεται με βάση την διατομή και τη μέγιστη επιτρεπόμενη ένταση ρεύματος του αγωγού που πρόκειται να προστατέψουν.

Ο επόμενος πίνακας μας δίνει το ονομαστικό ρεύμα των αυτομάτων ασφαλειών ,ανάλογα με τη διατομή του αγωγού και τη μέγιστη επιτρεπόμενη τιμή του ρεύματος που πρέπει να διαρρέει αυτόν

ΠΙΝΑΚΑΣ 5,4

Οι μικροαυτόματοι ¨¨μπαίνουν¨¨ σε λειτουργία , όταν φέρουμε το μοχλό χειρισμού στην πάνω θέση , ένδειξη «Ι» ( ή ΟΝ).

Εάν ο μικροαυτόματος είναι σε θέση να οπλίσει μετά από μία απόζευξη ,σημαίνει ότι η αιτία της απόζευξης ήταν υπερφόρτιση .Εάν ο μικροαυτόματος δεν οπλίζει μετά απ μια απόζευξη ,περιμένουμε λίγο και ξαναπροσπαθούμε .Επαναλαμβάνομενς αποζεύξεις υποδηλώνουν βραχυκύκλωμα ή διαρροή προς τη γή

Οι μικροαυτόματοι έχουν ικανότηυα διακοπής 3kA .6KA,10kA.Όμως το ρεύμα βραχυκυκλώματος μπορεί να είναι ακόμα μεγαλύτερο από αυτά τα όρια. Για να μην υπάρχει κίνδυνος να καταστραφεί ο μικροαυτόματος, γιατί δεν θα μπορεί να διακόψει το ρεύμα βραχυκυκλώματος ,πρέπει να είναι τοποθετημένη πριν από αυτόν μια ασφάλεια, με ονομαστικό ρεύμα πολύ μεγαλύτερο από το ρεύμα του μικροαυτόματου .(προτασσόμενη ασφάλεια)

5.4 ΤΑΣΗΕΠΑΦΗΣ

Ονομάζουμε ηλεκτροπληξία το παθολογικό αποτέλεσμα της διόδου του ηλεκτρικού ρεύματος μέσα απο το ανθρώπινο σώμα.

Το αίτιο που μπορεί να προκαλέσει την ροή του ηλεκτρικού ρεύματος είναι η ύπαρξη μιας τάσης ανάμεσα σε 2 σώματα , προς τα οποία θα ερχόταν συνχρόνως σε επαφή 1 άτομο. Απο αυτό προκύπτει η έννοια της τάσης επαφής ,είναι δηλαδή μια τάση που υπάρχει ανάμεσα σε 2 σημεία ταυτοχρόνος προσιτά .Μόνο εαν έχει συμβεί 1 σφάλμα μονόσεων μπορούν να αποκτήσουν 1 τάση ως προς την γή τα λεγόμενα

«εκτεθημένα αγώγιμα μέρη»

Εκτεθημένο αγώγιμο μέρος μπορεί να είναι το μεταλλικό περίβλημα ενός ηλεκτρικού μαγειρίου ή το μεταλλικό σώμα ενός πίνακα διανομής έτσι εαν κάποιος πατάει σε δάπεδο ή ακουμπάει σε τοίχο που δεν είναι μονοτικός,έλθει σε επαφή με αγώγιμο μέρος που έχει μια τάση ως προς την γή, γεφυρώνει μια τάση επαφής και επομένως θα περάσει το ρεύμα μέσα απο το σώμα του. Το ίδιο θα συμβεί εάν το δάπεδο ή ο τοίχος είναι απο μονωτικό υλικό, αλλά το άτομο έρθει σε επαφή συγχρόνως με το αγώγιμο μέρος που χει τάση και με ένα άλλο αγώγιμο αντικείμενο που έχει το δυναμικό της γής ( έμμεση επαφή)

Όταν ένα άτομο έρθει σε επαφή με ένα μέρος που έχει τάση προς την Γή π.χ αγωγό φάσης και με δάπεδο ή τοίχο μη μονωτικά πάλι γεφυρώνει με το σώμα του μια τάση επαφής( άμμεση επαφή)

Σχήμα 5.4 Ταυτόχρονη επαφή με δυο μέρη, μεταξύ των οποίων υπάρχει τάση [5]

5.5 ΜΕΘΟΔΟΙ ΠΡΟΣΤΑΣΙΑΣ ΑΠΟ ΑΜΕΣΗ ΚΑΙ ΕΜΜΕΣΗ ΕΠΑΦΗ ΜΕ Δ.Δ.Ε.

ΔΙΑΦΟΡΙΚΟΣ ΔΙΑΚΟΠΤΗΣ ΕΝΤΑΣΗΣ Ή ΔΙΑΚΟΠΤΗΣ ΔΙΑΦΥΓΉΣ ΕΝΤΑΣΗΣ Ή ΑΥΤΟΜΑΤΟΣ ΔΙΑΚΟΠΤΗΣ ΔΙΑΡΡΟΗΣ Ή ΑΝΤΙΗΛΕΚΤΡΟΠΛΗΞΙΑΚΟΣ ΔΙΑΚΟΠΤΗΣ Ή ΡΕΛΕ ΔΙΑΡΡΟΗΣ

Ο Δ.Δ.Ε γνωστός και ως αντιηλεκτροπληξιακός διακόπτης τοποθετημένος σε μια Ε.Η.Ε μας παρέχει προστασία από άμεση επαφή με μέρη υπό τάση ή από επικίνδυνες τάσεις που θα μπορούσαν να εμφανιστούν στο μεταλλικό περίβλημα των συσκευών λόγω βλάβης π.χ από καταστροφή ή από λανθασμένη σύνδεση

Ο Δ.Δ.Ε στηρίζει την λειτουργία του στη διαφορά 2 ρευμάτων ,του ρεύματος που περνά από τον αγωγό φάσης και του ρεύματος που περνά από τον ουδέτερο.Αυτά τα 2 ρεύματα είναι ίσα σε κανονική κατάσταση λειτουργίας .

Όταν συμβεί όμως ένα σφάλμα που διοχετεύει ένα ρεύμα προς τα εκτεθειμένα αγώγιμα μέρη και μέσω αυτών προς την γη , υπάρχει μια διαφορά μεταξύ του ρεύματος φάσεως και του ρεύματος ουδετέρου , ίση ακριβώς με το ρεύμα που λόγω σφάλματος διαφεύγει προς την γη .

Ο Δ.Δ.Ε έχει στο εσωτερικό του ένα δακτύλιο από μαγνητικό υλικό μέσα από το οποίο περνούν ο αγωγός φάσης και ο ουδέτερος .Όταν υπάρχει διαφορά μεταξύ των δύο ρευμάτων , ο δακτύλιος μαγνητίζεται και δημιουργείται μια τάση από επαγωγή σε ένα βοηθητικό τύλιγμα , με αποτέλεσμα να τροφοδοτείται με ρεύμα το πηνίο ενός μικρού ηλεκτρομαγνήτη ,που προκαλεί την πτώση του διακόπτη.

Παρόμοια είναι η λειτουργία του τριφασικού Δ.Δ.Ε

Σχήμα 5.6 Αρχή λειτουργίας τριφασικού ΔΔΕ

(1) ΓΡΑΜΜΗ ΗΛΕΚΤΡΙΚΟΥ ΨΥΓΕΙΟΥ P=300W l=2.03m συνφ=1 V=230 V I=P/(V συνφ) = 300/230 => I=1,3 A I^*={Ι/(Κ1Κ2)}= 1,3/(0,94 0,80) => I^*=1,73 Α Πίνακας 52-Κ1 S=1,5 mm²

Δu = (2 *0,017*2,03*1,73*1)/1,5 =0,08 <9,2V Άρα S=1,5 mm² Δεκτό

ΝΥΜ 3Χ1,5mm² Μικροαυτόματος 10 Α

(2) ΓΡΑΜΜΗ ΗΛ.ΜΑΓΕΙΡΕΙΟΥ

P=8950W l=6,4 m συνφ=1 g=0,8 V=230 V I=P/(V συνφ) = 8950/(230 1) => I=38,91 A I^*={Ι/(Κ1Κ2)}= 38,91/(0,94 0,80) => I^*=51,74 Α I^**= I^* g =51,74 0,8 => I^** = 41,39A

Πίνακας 52-Κ1 S=10 mm²

Δu = (2 *0,017*6,4*41,39*1)/10 =1,125 <9,2V Άρα S=10 mm² Δεκτό

ΝΥΜ 3Χ10mm² Μικροαυτόματος 32Α Διακόπτης 2x50A